Supercels 7 juli 2015


Supercels 7 juli 2015

Onder invloed van een lagedrukgebied boven de Atlantische oceaan, advecteerde een koufront van over de Noordzee richting Duitsland. Voor het koufront uit bevond er zich een convergentielijn, wat aangeduid werd in het artikel omtrent onze verwachtingen van deze event. Wanneer de convergentielijn in de oostwaartse progressie de conditionele onstabiliteit betreed werden er convectieve buien geïinitiëerd dewelke onder het sterk gescheerde windprofiel snel ontpopten tot supercels.

vapor500mbheights

Wanneer we het watervaporbeeld dichter bekijken zien we een geel uitstulpsel boven Nederland. Deze feature is een uiting van erg drogere midlevels, daar er zich weinig waterdamp in de laag bevindt waaraan het waterdamp-spectrum van de satellieten gevoelig zijn. Waterdamp-/images tonen zelden of nooit iets van de atmosfeer toont onder de 700mb, dus moest er een grote hoeveelheid waterdamp in de midlevels geweest zijn, zouden we dit als return in het satellietbeeld zien onder lagere cloud top temperatures. Het is logisch dat hoe hoger de waterdamp zich in de atmosfeer bevindt, hoe kouder die waterdamp wordt door de afname van temperatuur met hoogte.

Deze drogere lucht vinden we omdat de lucht op die locatie daalt in hoogte, waardoor de lucht gecompresseerd wordt en door de relatie gas, druk & temperatuur opwarmt. We noemen dit adiabaatische opwarming en noemen die plekken van warmere cloud top-temperatures op watervapor "darkzones". De luchtdruk van de dynamische tropopauze, ondersteunt deze stelling wanneer we de pefecte match zien tussen de "darkzones" op watervapor en de contouren op 2 PVU (Potential Vorticity Units). 

vaporipvanomaly

Wanneer men in een tas soep of in bakje koffie roert wordt het oppervlak concaaf. Hetzelfde vinden we in de atmosfeer. De dalende lucht die we hebben aangehaald, is het rechstreekse resultaat van vorticiteit, analoog aan de tas soep. Het oppervlak van de dynamische tropopauze (2 PVU) daalt, door vorticiteit, richting het aardoppervlak waardoor de lucht opwarmt en daardoor droger wordt, aangezien de temperatuur door opwarming verder en verder van het dauwpunt verwijderd wordt hoe dichter de dynamische tropopauze ricthing de grond daalt. We noemen dit Isentropische Potentiële Vorticiteit, of kortweg IPV, waarwij een IPV-anomalie een maxima voorstelt die in de pressure-contouren te vinden is. De pressure contouren duiden dan aan in mb aan hoe diep de dynamische tropopauze zakt omwille van die vorticiteit (tas soep analogie).

De reden het vort-max dienen we te zoeken bij een jetstreak die de vorticiteit aan de linkerflank aansterkt door sterke horizontale windschering. Het is dit windveld die van ZW naar NO van over de westflank van de Alpen in NO richting over de Benelux & Duitsland trekt en aanleiding geeft tot de hoge windschering waarin de supercels zijn ontstaan.

Bij het naderen van de IPV anomalie krijgen we daardoor een enorme lift wat zich duidelijk uit in de witter en blauwer wordende cloudtops. Onderstaande loop toont bovenstaande mooi aan, wanneer we de pressure-contouren op 2 PVU (de dynamische tropopauze), langs het koufront zien scheren en bij het naderen van de convergentielijn voor het koufront uit de hevige convectieve buien triggert. Het hele systeem transleert verder in de richting waar de 500mb hoogtecontouren uit de ipv-anomalie zien trekken. Aangezien de wind op 500mb nagenoeg volstrekt parallel waait met de hoogtecontouren (we noemen dit quasi geostrofisch, waarbij de quasi slaat op de "nagenoeg"en geostrofisch de graad van "parallelheid" aanduid met de 500mb height contours) trekt de wind uit de vorticiteit/IPV-anomalie waar de 500mb hoogtecontouren de pressurecontouren op 2PVU kruisen. 

output 11Tbns

De vorticiteit wordt dus van west naar oost door de wind op 500mb geadvecteerd, wat men PVA of positive vorticity advection noemt want de wind gaat in de mid & upper levels van de atmosfeer van west naar oost langs de hoogtecontouren (hier getoond op 500mb). Vandaar de reden ook van de oostwaartse progressie of uitbreiding van het lagedrukgebied en de pressure-contouren naar het oosten.

Aandachtige kijkers kunnen zelfs in de watervapor-loop zien dat de IPV-anomalie, allemaal krullen in het watervaporbeeld produceert die stretchen van Noorwegen tot langs de grens van Belgie/Nederland en Duitsland. Wat we in essentie zien is eigenlijk een poging tot cyclogenese, maar dat verhaal is voor een later artikel, wanneer er zich eens een prachtig en duidelijk cyclogenese-beeld plaatsvindt, waarop we een artikel over cyclogenese kunnen baseren. Een schoolvoorbeeld zeg maar...